JPH06201935A - 導波路型光制御デバイス及びその製造方法 - Google Patents
導波路型光制御デバイス及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH06201935A JPH06201935A JP34751192A JP34751192A JPH06201935A JP H06201935 A JPH06201935 A JP H06201935A JP 34751192 A JP34751192 A JP 34751192A JP 34751192 A JP34751192 A JP 34751192A JP H06201935 A JPH06201935 A JP H06201935A
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- JP
- Japan
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- optical
- waveguide
- polarization
- optical waveguide
- optical axis
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- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光導波路と偏波面保存光ファイバとの光軸合
わせや偏波面の角度決めを、高精度でかつ簡便に行う事
ができる導波路型光制御デバイス及びその製造方法を提
供すること。 【構成】 異方性光学結晶基板1上に形成した光導波路
2と、該光導波路2の導波光を制御するための金属電極
と、前記光導波路2に導波光を入力及び/又は出力する
ための1本以上の偏波面保存光ファイバとから成り、光
導波路2と並列に、偏波面保存光ファイバの光軸と偏波
面とを位置合わせするための光軸調整用光導波路3を設
け、かつ該光軸調整用光導波路3上に金属膜4を形成し
たことを特徴とする。
わせや偏波面の角度決めを、高精度でかつ簡便に行う事
ができる導波路型光制御デバイス及びその製造方法を提
供すること。 【構成】 異方性光学結晶基板1上に形成した光導波路
2と、該光導波路2の導波光を制御するための金属電極
と、前記光導波路2に導波光を入力及び/又は出力する
ための1本以上の偏波面保存光ファイバとから成り、光
導波路2と並列に、偏波面保存光ファイバの光軸と偏波
面とを位置合わせするための光軸調整用光導波路3を設
け、かつ該光軸調整用光導波路3上に金属膜4を形成し
たことを特徴とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ通信システ
ム、光ファイバセンサ、光計測等に用いられる導波路型
光制御デバイス及びその製造方法に関する。
ム、光ファイバセンサ、光計測等に用いられる導波路型
光制御デバイス及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、小型で集積化が可能な種々の光導
波路デバイスが提案、実用化されている。特に光制御を
目的とした導波路型光制御デバイスにおいては、結晶方
向により光学特性の異なる異方性結晶材料を基板として
用いることが多いため、通常は入出射光ファイバ(特に
入射光ファイバ)に偏波面保存光ファイバが用いられて
いる。これは、特定の導波モード(偏光面が基板に水平
なTEモード及び基板に垂直なTMモード)に対して所
望の光制御を行うために、特定の直線偏光を入出射する
ためのものである。
波路デバイスが提案、実用化されている。特に光制御を
目的とした導波路型光制御デバイスにおいては、結晶方
向により光学特性の異なる異方性結晶材料を基板として
用いることが多いため、通常は入出射光ファイバ(特に
入射光ファイバ)に偏波面保存光ファイバが用いられて
いる。これは、特定の導波モード(偏光面が基板に水平
なTEモード及び基板に垂直なTMモード)に対して所
望の光制御を行うために、特定の直線偏光を入出射する
ためのものである。
【0003】その一例として、図4に示すようなマッハ
ツェンダ干渉計型光変調器(以下、MZ光変調器と記
す)がある。これは、例えばニオブ酸リチウム(LiN
bO3;以下、LNと略記する)等の基板11が用いら
れ、Ti等の金属をこの基板11上にパターニング形成
し、1000℃程度の高温で金属を基板11内へ拡散さ
せることにより、容易に所望の光導波路12を形成する
事ができる。この光導波路12上に、直接もしくはバッ
ファ層を介するなどして電極(図示せず)を形成し、光
導波路12の一部分に電界を印加する事により、光パワ
ーの強度変調を行うものである。ここで、基板11とし
て、ZカットLN基板を用いた場合はTMモードを、ま
たXカットLN基板を用いた場合はTEモードで動作さ
せるため、入射光ファイバ15としては偏波面保存光フ
ァイバを用いる必要がある。なお、図中16は出射光フ
ァイバである。
ツェンダ干渉計型光変調器(以下、MZ光変調器と記
す)がある。これは、例えばニオブ酸リチウム(LiN
bO3;以下、LNと略記する)等の基板11が用いら
れ、Ti等の金属をこの基板11上にパターニング形成
し、1000℃程度の高温で金属を基板11内へ拡散さ
せることにより、容易に所望の光導波路12を形成する
事ができる。この光導波路12上に、直接もしくはバッ
ファ層を介するなどして電極(図示せず)を形成し、光
導波路12の一部分に電界を印加する事により、光パワ
ーの強度変調を行うものである。ここで、基板11とし
て、ZカットLN基板を用いた場合はTMモードを、ま
たXカットLN基板を用いた場合はTEモードで動作さ
せるため、入射光ファイバ15としては偏波面保存光フ
ァイバを用いる必要がある。なお、図中16は出射光フ
ァイバである。
【0004】従来、光導波路と偏波面保存光ファイバと
の接続には、偏波面保存光ファイバの端面もしくは側面
から応力付与部等を目視や顕微鏡等で観察したりする事
により、その偏波面を幾何学的に決めた後、光導波路と
の位置合わせを行い、光導波路の一端と偏波面保存光フ
ァイバの端面とを接続・固着する方法と、V溝を形成し
たシリコンやセラミックの部材に、偏波面保存光ファイ
バの偏波面を決定した状態でこれを接着固定しておき、
しかる後にこの部材ごと光導波路基板と一体固定する方
法とが提案されている(特開平4-199109号公報等参
照)。
の接続には、偏波面保存光ファイバの端面もしくは側面
から応力付与部等を目視や顕微鏡等で観察したりする事
により、その偏波面を幾何学的に決めた後、光導波路と
の位置合わせを行い、光導波路の一端と偏波面保存光フ
ァイバの端面とを接続・固着する方法と、V溝を形成し
たシリコンやセラミックの部材に、偏波面保存光ファイ
バの偏波面を決定した状態でこれを接着固定しておき、
しかる後にこの部材ごと光導波路基板と一体固定する方
法とが提案されている(特開平4-199109号公報等参
照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように、光導波路の一端に偏波面保存光ファイバの端
面を接続・固着する方法では、偏波面保存光ファイバの
端面もしくは側面から応力付与部等を目視や顕微鏡等で
観察する方法であるので、光導波路に対する偏波面の位
置ズレ量が大きく、接続・固定後の光伝搬損失が大きく
なるばかりでなく、作業性も非常に悪いという欠点があ
った。
たように、光導波路の一端に偏波面保存光ファイバの端
面を接続・固着する方法では、偏波面保存光ファイバの
端面もしくは側面から応力付与部等を目視や顕微鏡等で
観察する方法であるので、光導波路に対する偏波面の位
置ズレ量が大きく、接続・固定後の光伝搬損失が大きく
なるばかりでなく、作業性も非常に悪いという欠点があ
った。
【0006】また、別工程で偏波面の角度合わせを行う
場合、偏波面保存光ファイバの端面を直接観察した後、
その応力付与部の幾何学的な位置関係等に基づいて角度
決めを行うため、高精度の角度決めが困難であった。
場合、偏波面保存光ファイバの端面を直接観察した後、
その応力付与部の幾何学的な位置関係等に基づいて角度
決めを行うため、高精度の角度決めが困難であった。
【0007】
【発明の目的】そこで、本発明は光導波路デバイスと偏
波面保存光ファイバとの接続が容易に行え、高精度でか
つ生産性に優れた導波路型光制御デバイス及びその製造
方法を提供することを目的とする。
波面保存光ファイバとの接続が容易に行え、高精度でか
つ生産性に優れた導波路型光制御デバイス及びその製造
方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明の導波路型光制御デバイスは、異方性光学
結晶基板上に形成した光導波路と、該光導波路の導波光
を制御するための金属電極と、前記光導波路に導波光を
入力及び/又は出力するための1本以上の偏波面保存光
ファイバとから成り、光導波路と並列に、偏波面保存光
ファイバの光軸と偏波面とを位置合わせするための光軸
調整用光導波路を設け、かつ該光軸調整用光導波路上に
金属膜を形成したことを特徴とする。
めに、本発明の導波路型光制御デバイスは、異方性光学
結晶基板上に形成した光導波路と、該光導波路の導波光
を制御するための金属電極と、前記光導波路に導波光を
入力及び/又は出力するための1本以上の偏波面保存光
ファイバとから成り、光導波路と並列に、偏波面保存光
ファイバの光軸と偏波面とを位置合わせするための光軸
調整用光導波路を設け、かつ該光軸調整用光導波路上に
金属膜を形成したことを特徴とする。
【0009】また、製造方法は、異方性光学結晶基板上
に光導波路及び光軸調整用光導波路を形成する工程と、
光導波路及び光軸調整用光導波路上に制御用電極及び金
属膜を同時に形成する工程と、光軸調整用光導波路の一
端に、導波光を入力及び/又は出力するための偏波面保
存光ファイバの光軸と偏波面とを位置合わせする工程
と、光導波路の一端に、偏波面保存光ファイバの光軸を
位置合わせする工程と、光導波路の一端と偏波面保存光
ファイバの端面とを接続し固着する工程と、から成る。
に光導波路及び光軸調整用光導波路を形成する工程と、
光導波路及び光軸調整用光導波路上に制御用電極及び金
属膜を同時に形成する工程と、光軸調整用光導波路の一
端に、導波光を入力及び/又は出力するための偏波面保
存光ファイバの光軸と偏波面とを位置合わせする工程
と、光導波路の一端に、偏波面保存光ファイバの光軸を
位置合わせする工程と、光導波路の一端と偏波面保存光
ファイバの端面とを接続し固着する工程と、から成る。
【0010】
【作用】上記のような構成によれば、光軸調整用光導波
路において、金属クラッディングによるTEとTMモー
ドの伝搬損失の差を利用して精密な偏波面の角度合わせ
を行う事ができる。すなわち、光軸調整用光導波路に入
出射光ファイバを位置合わせし、入射光ファイバの偏波
面保存光ファイバを回転することにより出射光強度が変
化する(図3参照)。出射光強度が最大になる位置がT
Eモード伝搬となり、出射光強度が最小になる位置がT
Mモード伝搬となる。このため、予め別工程で偏波面の
角度合わせを行う必要がなく、また、偏波面保存光ファ
イバの偏波面の角度調整後、速やかに光導波路との位置
合わせが行うことができるので、非常に簡便にかつ短時
間で光導波路と入出射光ファイバとの接続・固着ができ
る。
路において、金属クラッディングによるTEとTMモー
ドの伝搬損失の差を利用して精密な偏波面の角度合わせ
を行う事ができる。すなわち、光軸調整用光導波路に入
出射光ファイバを位置合わせし、入射光ファイバの偏波
面保存光ファイバを回転することにより出射光強度が変
化する(図3参照)。出射光強度が最大になる位置がT
Eモード伝搬となり、出射光強度が最小になる位置がT
Mモード伝搬となる。このため、予め別工程で偏波面の
角度合わせを行う必要がなく、また、偏波面保存光ファ
イバの偏波面の角度調整後、速やかに光導波路との位置
合わせが行うことができるので、非常に簡便にかつ短時
間で光導波路と入出射光ファイバとの接続・固着ができ
る。
【0011】また、実際の基板上に形成した光軸調整用
光導波路を用いて、しかも、光学特性をモニターしなが
ら偏波面の角度合わせを行うため、実際のデバイスの光
学特性に即した高精度の偏波面の角度合わせが可能とな
る。
光導波路を用いて、しかも、光学特性をモニターしなが
ら偏波面の角度合わせを行うため、実際のデバイスの光
学特性に即した高精度の偏波面の角度合わせが可能とな
る。
【0012】
【実施例】本発明に係る一実施例の導波路型光制御デバ
イス及びその製造方法について図面に基づき詳細に説明
する。なお簡単のため、従来の技術で説明した、入出力
端子が各1端子であるMZ光変調器を用いて説明する。
イス及びその製造方法について図面に基づき詳細に説明
する。なお簡単のため、従来の技術で説明した、入出力
端子が各1端子であるMZ光変調器を用いて説明する。
【0013】図1に示すように、導波路型光制御デバイ
スWは、異方性光学結晶であるLN単結晶の基板1上に
光制御用の光導波路2を設け、この制御用光導波路2と
並列に、偏波面保存光ファイバである入射光ファイバ5
に対して位置合わせを行うための光軸調整用光導波路3
を設け、この光軸調整用光導波路3上の一部領域に導波
光を逃さないようにするための金属膜4を形成したもの
である。
スWは、異方性光学結晶であるLN単結晶の基板1上に
光制御用の光導波路2を設け、この制御用光導波路2と
並列に、偏波面保存光ファイバである入射光ファイバ5
に対して位置合わせを行うための光軸調整用光導波路3
を設け、この光軸調整用光導波路3上の一部領域に導波
光を逃さないようにするための金属膜4を形成したもの
である。
【0014】次に、この導波路型光制御デバイスWの具
体的な製造方法について説明する。まず、チョクラルス
キー法等の周知の単結晶育成法により作製したLNの単
結晶体を、そのC軸に対し垂直に切断し、この切断面を
主面とするZカットLN基板を用意する。そしてこの基
板1上に所望形状の光導波路が作製できように、Tiを
パターニング形成し、約1000℃でTi等の金属の拡散を
行わせ、光導波路2を形成する。このとき同時に、光導
波路2に対して並列に直線状の光軸調整用光導波路3を
形成する。
体的な製造方法について説明する。まず、チョクラルス
キー法等の周知の単結晶育成法により作製したLNの単
結晶体を、そのC軸に対し垂直に切断し、この切断面を
主面とするZカットLN基板を用意する。そしてこの基
板1上に所望形状の光導波路が作製できように、Tiを
パターニング形成し、約1000℃でTi等の金属の拡散を
行わせ、光導波路2を形成する。このとき同時に、光導
波路2に対して並列に直線状の光軸調整用光導波路3を
形成する。
【0015】ここで、特にこの光軸調整用光導波路3を
光導波路2と同一幅で、かつ各入出力端どうしをそれぞ
れ同一間隔だけ離れた位置に形成する事により、次のよ
うな利点がある。すなわち、両光導波路が同一の光伝
搬特性を有することになり、入射光を同一条件で導波で
きる(すなわち、導波路型光制御デバイスWが例えばシ
ングルモード動作デバイスであれば光軸調整用光導波路
3もシングルモードとなる。)。各入出力端どうしを
それぞれ同一間隔離れた位置に形成しておくことによ
り、光軸調整用光導波路3で光軸及び偏波面の角度合わ
せを行った後、この間隔だけ平行移動する事により、容
易に光導波路2との位置合わせができるため自動制御等
に大変効果的である。
光導波路2と同一幅で、かつ各入出力端どうしをそれぞ
れ同一間隔だけ離れた位置に形成する事により、次のよ
うな利点がある。すなわち、両光導波路が同一の光伝
搬特性を有することになり、入射光を同一条件で導波で
きる(すなわち、導波路型光制御デバイスWが例えばシ
ングルモード動作デバイスであれば光軸調整用光導波路
3もシングルモードとなる。)。各入出力端どうしを
それぞれ同一間隔離れた位置に形成しておくことによ
り、光軸調整用光導波路3で光軸及び偏波面の角度合わ
せを行った後、この間隔だけ平行移動する事により、容
易に光導波路2との位置合わせができるため自動制御等
に大変効果的である。
【0016】次に、光軸調整用光導波路3をのぞく領域
にSiO2 等のバッファ層を形成した後、光制御用導波
路2上の電極(図示せず)及び光軸調整用光導波路3上
の金属膜4を同時に形成する。金属膜4の材料としては
Alなどの電極材料と同一材料を用いる事により、金属
膜4と電極とを同時に形成することが可能となり工程上
簡便である。また、これのパターニング方法について
も、周知のエッチング・リフトオフ法などを用いること
ができる。なお、基板1としてYカットLN基板を用い
る際は、TEモードなのでバッファ層は不要で電極構造
も導波路直上に電極が装着されない場合が多い。
にSiO2 等のバッファ層を形成した後、光制御用導波
路2上の電極(図示せず)及び光軸調整用光導波路3上
の金属膜4を同時に形成する。金属膜4の材料としては
Alなどの電極材料と同一材料を用いる事により、金属
膜4と電極とを同時に形成することが可能となり工程上
簡便である。また、これのパターニング方法について
も、周知のエッチング・リフトオフ法などを用いること
ができる。なお、基板1としてYカットLN基板を用い
る際は、TEモードなのでバッファ層は不要で電極構造
も導波路直上に電極が装着されない場合が多い。
【0017】次に、入出射光ファイバ5,6の端面と光
導波路2の一端との接続、固着方法について説明する。
図2(a)に示すように、入射光ファイバ5及び出射光
ファイバ6を結合効率(入射側からの出射光強度に対す
る受光側への入射光強度の比率)が最大になるように位
置決めを行う場合、光強度のみをモニターして位置決め
を行うので入射光ファイバ5(偏波面保存光ファイバ)
の偏波面の方向は問わない。しかし、TMモード伝搬と
なるときは出力レベルが非常に小さくなるので注意を要
する。次に、入射光ファイバ5を適当に回転して、出射
光ファイバ6の光強度変化をモニターする。図3に示す
ような、金属クラッディングによる伝搬損失特性から、
TEモード動作デバイスについては光出力が最大になる
位置で、また、TMモードデバイスについては光出力が
最小になる位置で入出射光ファイバ5,6を光導波路2
へ接続・固定する。
導波路2の一端との接続、固着方法について説明する。
図2(a)に示すように、入射光ファイバ5及び出射光
ファイバ6を結合効率(入射側からの出射光強度に対す
る受光側への入射光強度の比率)が最大になるように位
置決めを行う場合、光強度のみをモニターして位置決め
を行うので入射光ファイバ5(偏波面保存光ファイバ)
の偏波面の方向は問わない。しかし、TMモード伝搬と
なるときは出力レベルが非常に小さくなるので注意を要
する。次に、入射光ファイバ5を適当に回転して、出射
光ファイバ6の光強度変化をモニターする。図3に示す
ような、金属クラッディングによる伝搬損失特性から、
TEモード動作デバイスについては光出力が最大になる
位置で、また、TMモードデバイスについては光出力が
最小になる位置で入出射光ファイバ5,6を光導波路2
へ接続・固定する。
【0018】さらに図2(b)では、図2(a)が終了
後所定量だけ入出射光ファイバ5,6を光導波路2側へ
移動させ、再度精密な位置合わせを行い、光導波路2の
一端に入出射光ファイバ5,6のそれぞれを接続・固着
する。
後所定量だけ入出射光ファイバ5,6を光導波路2側へ
移動させ、再度精密な位置合わせを行い、光導波路2の
一端に入出射光ファイバ5,6のそれぞれを接続・固着
する。
【0019】なお、本実施例においては、特に接続部の
構造については詳細に述べていないが、偏波面保存光フ
ァイバの偏波面の調整を光導波路への接続・固着直前に
行う構成であれば、いかなる構成であっても適宜変更し
実施適用できることはいうまでもない。
構造については詳細に述べていないが、偏波面保存光フ
ァイバの偏波面の調整を光導波路への接続・固着直前に
行う構成であれば、いかなる構成であっても適宜変更し
実施適用できることはいうまでもない。
【0020】
【発明の効果】本発明の導波路型光制御デバイス及びそ
の製造方法を用いる事により、光導波路と偏波面保存光
ファイバとの接続・固着が容易に行え、高精度でかつ生
産性に著しく優れた導波路型光制御デバイス及びその製
造方法を提供することができる。
の製造方法を用いる事により、光導波路と偏波面保存光
ファイバとの接続・固着が容易に行え、高精度でかつ生
産性に著しく優れた導波路型光制御デバイス及びその製
造方法を提供することができる。
【図1】本発明に係る導波路型光制御デバイスの一実施
例を示す斜視図である。
例を示す斜視図である。
【図2】本発明の導波路型光制御デバイスに入出射光フ
ァイバを接続・固定する方法を説明するための上面図で
あり、(a)は入出射光ファイバを光軸調整用光導波路
に位置合わせを行い、偏波面の角度合わせる方法を説明
するための図、(b)は(a)が終了後、光導波路との
位置合わせの方法を説明するための図である。
ァイバを接続・固定する方法を説明するための上面図で
あり、(a)は入出射光ファイバを光軸調整用光導波路
に位置合わせを行い、偏波面の角度合わせる方法を説明
するための図、(b)は(a)が終了後、光導波路との
位置合わせの方法を説明するための図である。
【図3】入射光ファイバの回転に伴う、出射光ファイバ
の出力光パワーの変化を説明するグラフである。
の出力光パワーの変化を説明するグラフである。
【図4】従来の導波路型光制御デバイスの概要を説明す
るための斜視図である。
るための斜視図である。
1 ・・・ 基板 2 ・・・ 光導波路 3 ・・・ 光軸調整用光導波路 4 ・・・ 金属膜 5,6 ・・・ 入出射光ファイバ
Claims (2)
- 【請求項1】 異方性光学結晶基板上に形成した光導波
路と、該光導波路の導波光を制御するための金属電極
と、前記光導波路に導波光を入力及び/又は出力するた
めの1本以上の偏波面保存光ファイバとから成る導波路
型光制御デバイスであって、 前記光導波路と並列に、前記偏波面保存光ファイバの光
軸と偏波面とを位置合わせするための光軸調整用光導波
路を設け、かつ該光軸調整用光導波路上に金属膜を形成
したことを特徴とする導波路型光制御デバイス。 - 【請求項2】異方性光学結晶基板上に光導波路及び光軸
調整用光導波路を形成する工程と、 該光導波路及び光軸調整用光導波路上に制御用電極及び
金属膜を同時に形成する工程と、 前記光軸調整用光導波路の一端に、導波光を入力及び/
又は出力するための偏波面保存光ファイバの光軸と偏波
面とを位置合わせする工程と、 前記光導波路の一端に、前記偏波面保存光ファイバの光
軸を位置合わせする工程と、 前記光導波路の一端と前記偏波面保存光ファイバの端面
とを接続し固着する工程と、から成る導波路型光制御デ
バイスの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34751192A JPH06201935A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 導波路型光制御デバイス及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34751192A JPH06201935A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 導波路型光制御デバイス及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06201935A true JPH06201935A (ja) | 1994-07-22 |
Family
ID=18390722
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34751192A Pending JPH06201935A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 導波路型光制御デバイス及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06201935A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1393334A2 (en) * | 2001-05-11 | 2004-03-03 | Fibersense Technology Corporation | Method of aligning optical fibers to an ioc |
-
1992
- 1992-12-28 JP JP34751192A patent/JPH06201935A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1393334A2 (en) * | 2001-05-11 | 2004-03-03 | Fibersense Technology Corporation | Method of aligning optical fibers to an ioc |
EP1393334A4 (en) * | 2001-05-11 | 2005-02-16 | Fibersense Technology Corp | METHOD FOR ALIGNING OPTICAL FIBERS ON AN INTEGRATED OPTICAL CIRCUIT |
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